CN108492430A - 一种应用差频调制通讯的无源电子锁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无源电子锁技术领域,具体涉及一种应用差频调制通讯的无源电子锁,所述无源电子锁包括一个有源电子钥匙端及一个无源电子锁芯端;所述有源电子钥匙端与所述无源电子锁芯端,通过具有差频的准正弦数据波进行数据交互。本发明的有益效果为:全部电源与数据线只需要2根即可,因此电极触头也只需要2个,简化了触头设计,降低了触头尺寸,便于产品的设计与生产,同时导致电极的强度增加,触点增大,也提高了触点的可靠性,整个触头没有方向性,可以自由转动因此避免了误扭损坏触头的可能性,而且电极的极性也不可能反接;由于圆形电极的无方向性,导致用户对准插入时非常的便利,用户使用的体验较好。
Description
技术领域
本发明涉及无源电子锁技术领域,具体涉及一种应用差频调制通讯的无源电子锁。
背景技术
众所周知,目前的电子锁中有一种类型为无源电子锁,该锁内部是没有电源的,使用时需要临时由外界供电开锁,这种类型的锁寿命极长且基本上实现免维护,特别适合野外设备锁,但这个开锁过程中不仅需要外界供电,同时还需要与锁进行数据通讯,因此无源电子锁就需要使用多个电极触点进行馈电和数据通讯,典型的需要4个触点:电源+,电源-,数据RX,数据TX,这4个触点虽然降低了产品的技术难度,但却带来触点多、不可靠、触点具备方向性需要精确定位等一系列问题,给生产与使用带来很多不便,特别是导致用户使用电极插头是具备方向性,这对于在视线不好的位置使用时,对准和插入都很困难,影响体验。
综上所述,目前市面上的产品具有以下问题:1、上述同类产品的电极数量多,而电极是最容易出故障的故障源,触点不良、电极歪斜等等都是常见故障,可以说触点越多,则故障率越高,几乎是线性关系。
2、因为电极触点多,导致生产、制造都很困难,因为电极需要精确的定位,而且接头的尺寸较大,影响外观。
3、因为电极触点多,为了降低触头的外观尺寸,就必须降低电极的尺寸,使得电极比较的细长,而这就显著的降低了电极的强度和触点接触面积,一则容易损坏电极,二则容易导致接触不良,故障率高。
4、因为电极带有方向性,导致整个触头也带有方向性,因此用户插入和对正就很困难,特别是在环境光线较弱时更是如此,用户体验很不好。
5、容易发生误扭损坏,因为电极具备方向性,因此是不可以随意扭动的,如果用户不小心用力扭动电子钥匙,很可能导致力量过大而电极损坏。
发明内容
为了有效解决上述问题,本发明提供一种应用差频调制通讯的无源电子锁及通讯方法。
本发明的具体方案如下:一种应用差频调制通讯的无源电子锁,所述无源电子锁包括一个有源电子钥匙端及一个无源电子锁芯端2;
所述有源电子钥匙端与所述无源电子锁芯端,通过具有差频的准正弦数据波进行数据交互。
进一步地,所述有源电子钥匙端包括一个钥匙端单片机、一个钥匙端调制解调电路、一个第一电感、一个电池单元及一个第一对接电极组;
所述第一对接电极组包括一个第一正极、及一个第一负极;
所述电池单元的正极通过第一电感连接在所述第一正极上,所述钥匙端单片机的钥匙端单片机第一输出端连接在所述电池单元连接第一电感的连接线上,所述钥匙端的钥匙端单片机第二输出端通过钥匙端调制解调电路连接在所述电感连接第一正极的线路上;
所述第一负极回连所述钥匙端单片机的钥匙端单片机第三输出端上,并直接接地。
进一步地,所述无源电子锁芯端包括一个锁芯端单片机、一个锁芯端调制解调电路、一个第二电感、及一个第二对接电极组;
所述第二对接电极组包括一个第二正极及一个第二负极;
所述锁芯端单片机的锁芯端单片机第一输出端通过第二电感连接在所述第二正极上,所述锁芯端单片机的锁芯端单片机第二输出端通过锁芯端调制解调电路连接在所述电感连接在所述第二正极的线路上;
所述第二负极回连至所述锁芯端单片机的锁芯端单片机第三输出端上,并直接接地。
进一步地,所述第一对接电极组的第一正极及第一负极、及所述第二对接电极组的第二正极及所述第二负极均采用同芯圆的结构。
进一步地,所述第一对接电极组为一个截面为圆形的结构,并在所述第一对接电极组的第一正极置于所述圆形结构的中心位置处,所述第一正极的截面同样为圆形结构,第一负极为一个截面为圆环的结构,并所述第一正极置于所述第一负极的几何中心位置处;
所述第二对接电极组同样为一个截面为圆形的结构,并在所述第二对接电极组的第二正极置于所述圆形结构的中心位置处,所述第二正极的截面同样为一个圆形结构,第二负极为一个截面为圆环的结构,并所述第二正极置于所述第二负极的几何中心位置处。
进一步地,所述第一正极与所述第一负极均为向外部延伸形成凸状结构,并相应的所述第二正极与所述第二负极均为向内部凹陷形成的凹陷结构,并所述第一正极的凸状结构与所述第二正极的凹陷结构尺寸相同,能够实现相互吻合,并无缝对接;所述第一负极的凸状结构与所述第二负极的凹陷结构尺寸相同。
进一步地,在所述无源电子锁芯端还包括一个马达驱动电路及一个马达执行机构,所述锁芯端单片的锁芯端单片机第四输出端通过马达驱动电路连接所述马达执行机构;
所述无源电子锁芯端内部包括一个稳压电路,所述稳压电路同时双向连接锁芯端单片机及单向连接马达驱动电路;
所述第一电极组与所述第二对接电极组配合对接连接,实现所述有源电子钥匙端及所述无源电子锁芯端之间数据的传输及能量的传递。
本发明的有益效果为:1、全部电源与数据线只需要2根即可,因此电极触头也只需要2个,简化了触头设计,降低了触头尺寸,便于产品的设计与生产。
2、由于电极触点的减少,导致可以增大电极本身的尺寸,导致电极的强度增加,触点增大,也提高了触点的可靠性。
3、由于只有2个电极,因此可以把整个触头做成圆形对称触头,整个触头没有方向性,可以自由转动因此避免了误扭损坏触头的可能性,而且电极的极性也不可能反接。
4、由于圆形电极的无方向性,导致用户对准插入时非常的便利,用户使用的体验较好。
附图说明
图1为本发明的结构原理图;
图2(a)、(b)分别为本发明的对接电极组结构的两个角度立体示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,并不限定本发明的应用范围,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据这些附图将本发明应用于其他类似场景;
如本说明书和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词语并非特指单数,也可以包括复数。一般来说,术语“包括”或“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出;
如图1所示,为本发明提供的的一种可实现差频调制通讯方法的无源电子锁结构,所述无源电子锁包括一个有源电子钥匙端1及一个无源电子锁芯端2;
所述有源电子钥匙端1包括一个钥匙端单片机11、一个钥匙端调制解调电路12、一个第一电感13、一个电池单元14及一个第一对接电极组15;
所述第一对接电极组15包括一个第一正极151、及一个第一负极152;
所述电池单元14的正极通过第一电感13连接在所述第一正极151上,所述钥匙端单片机11的钥匙端单片机第一输出端连接在所述电池单元14,进一步地连接第一电感13的连接线上,所述有源电子钥匙端1的钥匙端单片机第二输出端通过钥匙端调制解调电路12连接在所述第一电感13,进一步地连接第一正极151的线路上;
所述第一负极152回连所述钥匙端单片机11的钥匙端单片机第三输出端上,同时直接接地;
所述无源电子锁芯端2包括一个锁芯端单片机21、一个锁芯端调制解调电路22、一个第二电感23、及一个第二对接电极组24;
所述第二对接电极组24包括一个第二正极241及一个第二负极242;
所述锁芯端单片机21的锁芯端单片机第一输出端通过第二电感23连接在所述第二正极241上,所述锁芯端单片机21的锁芯端单片机第二输出端通过锁芯端调制解调电路22连接在所述第二电感23,进一步地连接在所述第二正极241的线路上;
所述第二负极242回连至所述锁芯端单片机21的锁芯端单片机第三输出端上,并直接接地;
为了实现本发明所提出的一种无源电子锁的完整结构,其中在所述无源电子锁芯端2还包括一个马达驱动电路及一个马达执行机构,所述锁芯端单片的锁芯端单片机21第四输出端通过马达驱动电路连接所述马达执行机构,所述马达驱动电路及马达执行机构在附图中未示出;
所述无源电子锁芯端2内部包括一个稳压电路,所述稳压电路同时双向连接锁芯端单片机21及单向连接马达驱动电路;
所述第一电极组与所述第二对接电极组24配合对接连接,实现所述有源电子钥匙端1及所述无源电子锁芯端2之间数据的传输及能量的传递;
为了实现本发明的技术效果,其中所述第一对接电极组15的第一正极151及第一负极152、及所述第二对接电极组24的第二正极241及所述第二负极242均采用同芯圆的结构特征进行设置;
如图2(a)、(b)所示,其中所述第一对接电极组15为一个截面为圆形的结构,并在所述第一对接电极组15的第一正极151置于所述圆形结构的中心位置处,所述第一正极151的截面同样为圆形结构,第一负极152为一个截面为圆环的结构,并所述第一正极151置于所述第一负极152的几何中心位置处,所述第一正极151与所述第一负极152的位置可以实现对换;
所述第二对接电极组24同样为一个截面为圆形的结构,并在所述第二对接电极组24的第二正极241置于所述圆形结构的中心位置处,所述第二正极241的截面同样为一个圆形结构,第二负极242为一个截面为圆环的结构,并所述第二正极241置于所述第二负极242的几何中心位置处,所述第二正极241与所述第二负极242的位置可实现对换,其目的能够与所述第一对接电极组15的正负极实现正好相互对应即可;
为了实现本发明的第一对接电极组15与所述第二对接电极组24的无缝对接,本发明提出的第一正极151与所述第一负极152均为向外部延伸形成凸状结构,并相应的所述第二正极241与所述第二负极242均为向内部凹陷形成的凹陷结构,并所述第一正极151的凸状结构与所述第二正极241的凹陷结构尺寸相同,能够实现相互吻合,并无缝对接;所述第一负极152的凸状结构与所述第二负极242的凹陷结构尺寸相同,能够实现相互吻合,并无缝对接。
为了实现本发明所提出的有益效果,并本发明取缔了传统的四线制无源电子锁,通过以下技术方案完成:
其中所述有源电子钥匙端1调制解调电路12发出1MHz的准正弦数据波,并依靠幅度调制代表0/1;
同时所述有源电子钥匙端1调制解调电路12能够接收1.5MHz的数据波;
所述锁芯端调制解调电路22解调电路发出1.5MHz的准正弦数据波,并依靠幅度调制代表0/1;
同时所述锁芯端调制解调电路22能够接收1MHz的数据波;
通过代表0/1的幅度值实现数据的加密,并对应相互数据识别;
本发明所增加的第一电感13及第二电感23的目的在与提高中间电路线段的阻抗,能够让中频波的幅度显著上升,具体为能够导致1/1.5MHz的数据信号幅度显著上升,通过在同一条线上的收/发数据是依靠频差来区分隔离,避免收/发混淆;
本发明还提供一个用于无源电子锁的差频调制通讯方法,所述方法包括如下步骤:
A)将所述有源电子钥匙端1与所述无源电子锁芯端2进行进行对接,实现第一对接电极组15与所述第二对接电极组24进行对接;
所述有源电子钥匙端1向所述无源电子锁芯端2发送1MHz的准正弦数据波;
所述无源电子锁芯端2接收1MHz的准正弦数据波后,稳压后提供电力给锁芯端单片机21;
B)锁芯端单片机21发送1.5MHz的准正弦数据波,要求有源电子钥匙端1进行数据配对,随后钥匙端单片机11发送具有密钥数据流的1MHz的准正弦数据波,所述密钥数据流依靠幅度调制代表0/1;
所述锁芯端单片机21接收到密钥数据流后,进行配对,配对成功后执行解锁动作,配对失败后,不进行解锁动作;
C)锁芯端单片机21通过马达驱动电路控制所述马达执行机构执行解锁动作。
Claims (7)
1.一种应用差频调制通讯的无源电子锁,其特征在于,所述无源电子锁包括一个有源电子钥匙端(1)及一个无源电子锁芯端(2);
所述有源电子钥匙端(1)与所述无源电子锁芯端(2),通过具有差频的准正弦数据波进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种应用差频调制通讯的无源电子锁,其特征在于,所述有源电子钥匙端(1)包括一个钥匙端单片机(11)、一个钥匙端调制解调电路(12)、一个第一电感(13)、一个电池单元(14)及一个第一对接电极组(15);
所述第一对接电极组(15)包括一个第一正极(151)、及一个第一负极(152);
所述电池单元(14)的正极通过第一电感(13)连接在所述第一正极(151)上,所述钥匙端单片机(11)的钥匙端单片机第一输出端连接在所述电池单元(14)连接第一电感(13)的连接线上,所述钥匙端的钥匙端单片机第二输出端通过钥匙端调制解调电路(12)连接在所述电感连接第一正极(151)的线路上;
所述第一负极(152)回连所述钥匙端单片机(11)的钥匙端单片机第三输出端上,并直接接地。
3.根据权利要求2所述的一种应用差频调制通讯的无源电子锁,其特征在于,所述无源电子锁芯端(2)包括一个锁芯端单片机(21)、一个锁芯端调制解调电路(22)、一个第二电感(23)、及一个第二对接电极组(24);
所述第二对接电极组(24)包括一个第二正极(241)及一个第二负极(242);
所述锁芯端单片机(21)的锁芯端单片机第一输出端通过第二电感(23)连接在所述第二正极(241)上,所述锁芯端单片机(21)的锁芯端单片机第二输出端通过锁芯端调制解调电路(22)连接在所述电感连接在所述第二正极(241)的线路上;
所述第二负极(242)回连至所述锁芯端单片机(21)的锁芯端单片机第三输出端上,并直接接地。
4.根据权利要求3所述的一种应用差频调制通讯的无源电子锁,其特征在于,所述第一对接电极组(15)的第一正极(151)及第一负极(152)、及所述第二对接电极组(24)的第二正极(241)及所述第二负极(242)均采用同芯圆的结构。
5.根据权利要求4所述的一种应用差频调制通讯的无源电子锁,其特征在于,所述第一对接电极组(15)为一个截面为圆形的结构,并在所述第一对接电极组(15)的第一正极(151)置于所述圆形结构的中心位置处,所述第一正极(151)的截面同样为圆形结构,第一负极(152)为一个截面为圆环的结构,并所述第一正极(151)置于所述第一负极(152)的几何中心位置处;
所述第二对接电极组(24)同样为一个截面为圆形的结构,并在所述第二对接电极组(24)的第二正极(241)置于所述圆形结构的中心位置处,所述第二正极(241)的截面同样为一个圆形结构,第二负极(242)为一个截面为圆环的结构,并所述第二正极(241)置于所述第二负极(242)的几何中心位置处。
6.根据权利要求5所述的一种应用差频调制通讯的无源电子锁,其特征在于,所述第一正极(151)与所述第一负极(152)均为向外部延伸形成凸状结构,并相应的所述第二正极(241)与所述第二负极(242)均为向内部凹陷形成的凹陷结构,并所述第一正极(151)的凸状结构与所述第二正极(241)的凹陷结构尺寸相同,能够实现相互吻合,并无缝对接;所述第一负极(152)的凸状结构与所述第二负极(242)的凹陷结构尺寸相同。
7.根据权利要求6所述的一种应用差频调制通讯的无源电子锁,其特征在于,在所述无源电子锁芯端(2)还包括一个马达驱动电路及一个马达执行机构,所述锁芯端单片的锁芯端单片机第四输出端通过马达驱动电路连接所述马达执行机构;
所述无源电子锁芯端(2)内部包括一个稳压电路,所述稳压电路同时双向连接锁芯端单片机(21)及单向连接马达驱动电路;
所述第一电极组与所述第二对接电极组(24)配合对接连接,实现所述有源电子钥匙端(1)及所述无源电子锁芯端(2)之间数据的传输及能量的传递。
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